基因表达调控：从转录到表观遗传

# 基因表达调控
## 基因表达调控概述
- 定义
  - 细胞内控制基因转录、翻译和蛋白质活性的过程
- 目的
  - 确保基因在正确的时间和空间表达
  - 适应环境变化和细胞需求
- 层次
  - 转录水平
  - 转录后水平
  - 翻译水平
  - 翻译后水平
## 正、负调控诱导模型
### 乳糖操纵子
- 组成
  - 启动子
  - 操纵序列
  - 结构基因
- 调控蛋白
  - 乳糖阻遏蛋白（LacI）
- 诱导机制
  - 乳糖存在时
    - 阻遏蛋白与操纵序列解离
    - 允许RNA聚合酶结合并启动转录
- 负调控机制
  - 葡萄糖存在时
    - 阻遏蛋白与操纵序列结合
    - 阻止转录
### 色氨酸操纵子
- 组成
  - 启动子
  - 操纵序列
  - 结构基因
- 调控机制
  - 色氨酸浓度高时
    - 色氨酸与色氨酸合成酶结合
    - 激活转录
- 负反馈调控
  - 色氨酸浓度低时
    - 转录被抑制
### 衰减调控
- 组成
  - 多个重叠的启动子
  - 终止
- 调控机制
  - 氨基酸缺乏
    - 衰减子被转录
    - 导致转录终止
## 严紧反应
- 定义
  - 氨基酸缺乏时细胞对蛋白质合成的抑制
- 机制
  - 通过减少rRNA和tRNA的合成
  - 降低核糖体的合成
  - 降低蛋白质合成速率
## 转录后水平的调控
- mRNA稳定性
  - mRNA的降解速率影响其稳定性和翻译效率
- mRNA剪接
  - 通过选择性剪接产生不同的mRNA变体
- mRNA编辑
  - 改变mRNA序列
  - 影响编码的蛋白质
## 翻译水平和翻译后水平调控
- 翻译起始
  - 通过调控翻译起始因子的活性来控制翻译
- 翻译延伸和终止
  - 通过调控延伸和终止因子来影响翻译过程
- 蛋白质稳定性
  - 通过泛素-蛋白酶体途径等机制调控蛋白质的降解
## 表观遗传调控
- DNA甲基化
  - 通过添加甲基基团到DNA上
  - 影响基因的表达
- 组蛋白修饰
  - 乙酰化
  - 甲基化
  - 改变染色质结构
  - 影响基因表达
- 非编码RNA
  - 包括长链非编码RNA和小RNA
  - 通过多种机制调控基因表达